專利名稱：遙控裝置和顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請要求于2004年11月30日在日本提交的第2004-346758號專利申請的優(yōu)先權(quán)，整個內(nèi)容援引在此作為參考。
本發(fā)明涉及在離開顯示裝置的位置上選擇地控制顯示在顯示裝置的顯示屏上的諸如指針(光標(biāo))的標(biāo)記位置的遙控裝置以及包括這種遙控裝置的顯示裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，機械地執(zhí)行控制的遙控裝置被理解為從遠端位置實現(xiàn)顯示在顯示裝置的顯示屏幕上的光標(biāo)動作的裝置。在機械地執(zhí)行控制的遙控裝置中，例如十字形光標(biāo)鍵或球指示裝置可用作輸入位置信號的裝置。除了這些，配有靜電墊或操縱桿的坐標(biāo)輸入裝置也是眾所周知的。
除了上面提到的使用機械控制的遙控裝置，已提出一種具有遠程操作體的遙控裝置，該遙控體具有光發(fā)射單元以及從遠程操作體接收光以檢測所表示的位置的控制器部分(例如參閱日本3273531號專利)，將該遙控裝置被用作使用光發(fā)射單元的光學(xué)遠程坐標(biāo)指示裝置。
該遠程坐標(biāo)指示裝置的遠程操作體上設(shè)有設(shè)置在中心的中心光發(fā)射單元；傾斜設(shè)置以使其光軸沿與中心光發(fā)射單元的中心分離的方向延伸的向上光發(fā)射單元系統(tǒng)、向下光發(fā)射單元系統(tǒng)、向右光發(fā)射單元系統(tǒng)以及向左光發(fā)射單元系統(tǒng)。由于總共設(shè)有五個光發(fā)射單元系統(tǒng)，這是結(jié)構(gòu)上復(fù)雜的配置，且其控制系統(tǒng)同樣被復(fù)雜化。另外，由于需要多個光發(fā)射單元而增加了功耗，由此存在實踐上不宜用作遙控裝置的問題。
在傳統(tǒng)的遙控裝置中，當(dāng)使用所附屬的十字形光標(biāo)鍵之類器件將光標(biāo)移動到要求位置時，僅可能產(chǎn)生階梯式移動，且它們的方向也僅為垂直或水平的，因此不足以產(chǎn)生平滑的斜移動。
另外，通過球指針、靜電墊和操縱桿，單純的單手操作是非直觀的并不可能以所打算的方式實現(xiàn)光標(biāo)移動。
另外，所提出的光學(xué)遠端坐標(biāo)指示裝置需要許多光發(fā)射單元，由此存在實踐上不宜用作遙控裝置的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是通過考慮這些情況而構(gòu)思出的，它的一個目的是提供一種能夠平滑地、快速地和精確地控制顯示在顯示裝置的顯示屏上的諸如指針(光標(biāo))的標(biāo)記的位置、通過設(shè)置具有兩個光發(fā)射單元以及一個將來自光學(xué)指示器裝置的位置檢測光信號作為輸入接收位置檢測光接收信號并從光接收信號獲得位置信號的光學(xué)指示器裝置以使其具有很少數(shù)量的光發(fā)射單元的低功耗型的遙控裝置。
另外，本發(fā)明另一個目的是提供一種顯示裝置，通過配置前面提到的遙控裝置，能以極好操作性自由地控制顯示屏幕上的指針。
根據(jù)本發(fā)明的一種遙控裝置上設(shè)有光學(xué)指示器裝置，其中安裝有第一光發(fā)射單元和第二光發(fā)射單元，以發(fā)出作為輸出的位置檢測光信號；以及將位置檢測光信號作為輸入并從所檢測到的光接收信號獲得位置信號的光接收裝置，其中第一光發(fā)射單元的光軸的傾斜角不大于第一光發(fā)射單元與相交于光學(xué)指示器裝置的基準(zhǔn)軸的第一方向上的基準(zhǔn)軸的半值角，第二光發(fā)射單元的光軸的傾斜角不大于第二光發(fā)射單元與第一方向相交的第二方向上的基準(zhǔn)軸的半值角。
在這種配置中，第一光發(fā)射單元和第二光發(fā)射單元的傾斜角不大于光發(fā)射單元到光學(xué)指示器裝置的基準(zhǔn)軸的半值角，并因此可采用光發(fā)射單元所具有的光強度分布特性中的方向性而檢測出具有極好的準(zhǔn)確性的位置檢測光信號。即光接收裝置可(通過檢測它們的相對光強度(光接收信號的量級))檢測第一光發(fā)射單元和第二光發(fā)射單元的位置檢測光信號(的光強度)，并因此可通過比較與兩種位置檢測光信號對應(yīng)的光接收信號的量級并執(zhí)行運算處理而獲得位置信號。使用該位置信號，可控制顯示在顯示屏幕上的諸如指針(光標(biāo))的標(biāo)記。另外，通過用兩個光發(fā)射單元配置光學(xué)指示器裝置而實現(xiàn)功耗很小的遙控裝置。
在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，將第一光發(fā)射單元安裝在沿第一方向上形成的第一表面上，并將第二光發(fā)射單元安裝在沿第二方向上形成的第二表面上。
通過這種配置，光發(fā)射單元被安裝在表面上，并因此可實現(xiàn)穩(wěn)定的安裝并保持穩(wěn)定的傾斜角。
根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置，可將第一表面和第二表面配置成多邊的金字塔或多邊的平截頭棱錐體的兩相鄰表面。
通過這種配置，光發(fā)射單元被安裝在多邊的金字塔或多邊的平截頭棱錐體的兩相鄰側(cè)表面上，并因此能可靠地將作為輸出的位置檢測光信號向光接收裝置發(fā)射。
在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，第一方向和第二方向的交角為90度。
通過這種配置，可使得來自第一光發(fā)射單元和第二光發(fā)射單元的位置檢測光信號的差更大，由此使位置信號的檢測準(zhǔn)確性得以提高。
在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，第一光發(fā)射單元和第二光發(fā)射單元可具有不同的光發(fā)射波長。
通過這種配置，第一光發(fā)射單元和第二光發(fā)射單元被設(shè)置成不同的光發(fā)射波長，并因此有利于光接收裝置的檢測從而提高檢測準(zhǔn)確性。
在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，第一光發(fā)射單元具有在紅外光域或可見光域內(nèi)光發(fā)射波長，而第二光發(fā)射單元在可見光域或紅外光域內(nèi)具有光發(fā)射波長。
通過這種配置，光發(fā)射波長被分為紅外光域和可見光域，并因此可容易地配置具有不同光發(fā)射波長的光發(fā)射單元。
在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，在垂直于第一光發(fā)射單元和第二光發(fā)射單元的光軸的表面上的光強度分布圖案是橢圓形的。另外，在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，第一光發(fā)射單元和第二光發(fā)射單元的光強度分布圖案的兩橢圓的兩長軸方向彼此相交。另外，在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，兩長軸方向的交角可以是90度。
通過這種配置，光強度分布圖案被設(shè)置成橢圓形并在長軸方向上相交，因此可將來自第一光發(fā)射單元和第二光發(fā)射單元并作為輸入由光接收裝置接收的兩位置檢測光信號之間的相對差設(shè)置得更大，由此使得光接收裝置的檢測準(zhǔn)確性得以提高。特別地，可通過將交角設(shè)置成90度而可靠地增大位置檢測光信號之間的差。
在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，通過采用其中調(diào)制載波被疊加在位置檢測脈沖上的光發(fā)射脈沖信號，可將位置檢測光信號作為輸出分別發(fā)射到第一光發(fā)射單元和第二光發(fā)射單元。
通過這種配置，通過具有位置檢測脈沖的光發(fā)射脈沖信號，位置檢測光信號以脈沖形式產(chǎn)生，另外，通過疊加調(diào)制載波可將位置檢測光信號可靠地從干擾光(噪聲)中分離出來，并因此改善遙控器的可控性。另外，作為脈沖形光接收信號實現(xiàn)檢測，并因此可對光接收信號進行具有極好精度和容易使用CPU(中央處理器)的運算處理。
在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，可使光發(fā)射脈沖信號具有在位置檢測脈沖之前的檢測起始脈沖，在檢測起始脈沖上疊加有調(diào)制載波。
通過這種配置，光發(fā)射脈沖信號被分成檢測起始脈沖和位置檢測脈沖，首先產(chǎn)生檢測起始脈沖，并因此可執(zhí)行在光接收裝置處的必要調(diào)整，由此提高光接收信號的檢測準(zhǔn)確性。
在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，位置檢測脈沖可由多個具有相同脈寬和相同周期的脈沖組成。
通過這種配置，可反復(fù)產(chǎn)生多個相同的脈沖，因此提高信號處理的準(zhǔn)確性從而提高位置檢測的準(zhǔn)確性。
在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，光接收裝置可包括具有與諸光發(fā)射波長對應(yīng)的不同波長選擇特性的兩個位置檢測光接收單元。
通過這種配置，響應(yīng)光發(fā)射波長，光接收裝置可接收來自光學(xué)指示器裝置的作為輸入的光，并因此有利于光接收信號的檢測并能提高檢測準(zhǔn)確性。
在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，位置檢測光接收單元可包括具有不同波長選擇特性的濾光器。
通過這種配置，可使用具有波長選擇特性的濾光器，并因此可簡化位置檢測光接收單元的特性規(guī)格。
在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，可通過對由兩位置檢測光接收單元檢測到的光接收信號的輸出電平之間的差值進行運算處理而獲得位置信號。在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，可通過對由兩位置檢測光接收單元所檢測到的光接收信號的輸出電平的比值進行運算處理而獲得位置信號。另外，在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，可通過對由兩位置檢測光接收單元所檢測到的光接收信號的輸出電平之間的差值及其比值進行運算處理而獲得位置信號。
通過這種配置，采用光接收信號的輸出電平之間的差值、光接收信號的輸出電平的比值或光接收信號的輸出電平之間的差值及其比值而進行運算處理，因此可實現(xiàn)簡單的運算處理。另外，在既使用差值又使用比值的情況下，可進一步提高檢測準(zhǔn)確度。
在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，光接收裝置可包括各自對應(yīng)于兩位置檢測光接收單元的第一光接收電路和第二光接收電路；通過對由第一光接收電路和第二光接收電路所檢測到的光接收信號進行運算處理而獲得位置信號的運算處理部分。
通過這種配置，第一光接收電路和第二光接收電路分別被提供到兩個位置檢測光接收單元中，對于各自檢測到的光接收信號進行運算處理并因此能容易地和精確地處理光接收信號。
在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，第一光接收電路和第二光接收電路分別包括作為輸入接收位置檢測光信號以檢測光接收信號的位置檢測光接收單元；放大由位置檢測光接收單元所檢測到的光接收信號的放大電路；以及檢測由放大電路放大的光接收信號振幅值的振幅值檢測電路。
通過這種配置，可通過放大電路將光接收信號的振幅值調(diào)整到合適的值，并能夠檢測到光接收信號的振幅值，因此可極準(zhǔn)確地和容易地檢測到光接收信號(相對光強度)的輸出電平。
在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，對與位置檢測脈沖對應(yīng)的光接收信號的多個脈沖所獲得的振幅求平均并將平均值設(shè)置為光接收信號的振幅值。
通過這種配置，具有多個脈沖的光接收信號的多個脈沖的振幅值被檢測出并對其求平均，由此能消除因為光學(xué)指示器裝置的晃動所引起的位置檢測光信號的抖動所造成的誤差，并提高光接收信號的檢測準(zhǔn)確性。
在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，可將帶通濾波器連接在放大電路和振幅值檢測電路之間。
通過這種配置，可用帶通濾波器獲得光接收信號的放大值，其中除預(yù)定頻率以外的信號(噪聲)被去除，并因此可提高光接收信號的檢測準(zhǔn)確度。
在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，可通過自動增益控制電路調(diào)整放大電路的放大因子。
通過這種配置，可使用自動增益控制電路自動地調(diào)整放大電路的放大因子，因此可將光接收信號的輸出電平調(diào)整到適當(dāng)值，且能容易地和精確地進行運算處理。
在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，可調(diào)整放大因子以使對應(yīng)于檢測起始脈沖的光接收信號的振幅值不飽和。
通過這種配置，光接收信號的振幅值不飽和，并因此可獲得具有高可靠性的精確光接收信號(輸出電平、振幅值)根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置可以是一種提供有用于顯示信息的顯示部分和用于支承顯示部分的框部分的顯示裝置，并包括根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置，其中光接收裝置被設(shè)置在框部分的前表面。
通過這種配置，光接收裝置可從視覺上確認(rèn)，并因此可將光學(xué)指示器裝置的基準(zhǔn)軸的方向準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)向光接收裝置的方向，由此使位置檢測光信號能可靠地作為輸入被接收。
根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置，可將光學(xué)指示器裝置作為輸出發(fā)射并將與用于控制顯示裝置功能的功能控制信號對應(yīng)的功能控制光信號傳輸至光接收裝置，光接收裝置作為輸入接收功能控制光信號并輸出功能控制信號。
通過這種配置，除了標(biāo)記(指針)的位置檢測(位置控制)，可控制顯示裝置的功能，并因此可實現(xiàn)具有高可用性的遙控裝置的顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置，光學(xué)指示器裝置可包括作為輸出發(fā)射功能控制信號的第三光發(fā)射單元。
通過這種配置，可獨立于第一光發(fā)射單元和第二光發(fā)射單元使用第三光發(fā)射單元，第三光發(fā)射單元發(fā)射位置檢測光信號以作為輸出發(fā)射功能控制光信號，并可容易地作為輸出發(fā)射功能控制檢測光信號并能夠容易地、快速地和精確地實現(xiàn)顯示裝置的功能控制。
在根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置中，第三發(fā)射元件可具有在紅外光域或可見光域內(nèi)的光發(fā)射波長。
通過這種配置，通過將第三光發(fā)射單元的光發(fā)射波長設(shè)置為預(yù)定波長，可減少干擾光(噪聲)的影響以使功能控制光信號的檢測準(zhǔn)確性得以提高。
根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置，可從第一光發(fā)射單元或第二光發(fā)射單元將功能控制光信號作為輸出而發(fā)射出。
通過這種配置，發(fā)射位置檢測光信號的光發(fā)射單元(第一光發(fā)射單元或第二光發(fā)射單元)可合并作為用于發(fā)射功能控制光信號的光發(fā)射單元(第三光發(fā)射單元)而使用，并因此在光學(xué)指示器裝置中的光發(fā)射單元數(shù)量得以減少以使結(jié)構(gòu)簡化。
根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置，光接收裝置可包括作為輸入接收功能控制光信號的功能控制光接收單元。
通過這種配置，使用與位置檢測光接收單元分離的功能控制光接收單元接收功能控制光信號作為輸入，因此可容易地接收功能控制光信號作為輸入并容易地、快速地和精確地實現(xiàn)顯示裝置的功能控制。
根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置，可使功能控制光接收單元具有與光發(fā)射波長對應(yīng)的波長選擇特性。
通過這種配置，由于功能控制光接收單元具有波長選擇特性，顯示裝置上設(shè)有光接收裝置(遙控裝置)，它能作為輸入接收具有很小干擾光(噪聲)影響的功能控制光信號。
根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置，可通過兩個位置檢測光接收單元其中之一作為輸入接收功能控制光信號。
通過這種配置，通過位置光接收單元作為輸入接收功能控制信號，因此光接收裝置中所需的光接收單元的數(shù)量得以減少以使配置變得簡化。
根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置，可根據(jù)位置信號控制顯示在顯示部分上的標(biāo)記的位置。
通過這種配置，可容易地控制顯示在顯示部分上的諸如指針的標(biāo)記移動。
根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置，顯示裝置可以是電視接收器。
通過這種配置，可實現(xiàn)具有新功能(光學(xué)指針功能)的電視接收器。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中提供有使用兩個光發(fā)射單元發(fā)射位置檢測光信號作為輸出的光學(xué)指示器裝置，以及接收位置檢測光信號作為輸入并檢測光接收信號以從光接收信號獲得位置信號的光接收裝置，由于兩個光發(fā)射單元的傾斜角不大于到光學(xué)指示器裝置基準(zhǔn)軸的半值角，可實現(xiàn)一種效果，即減少光發(fā)射單元的數(shù)量以簡化光學(xué)指示器裝置并實現(xiàn)低成本和具有極好操作性的低功耗型遙控裝置另外，根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置，由于設(shè)有光接收裝置，通過它作為輸出由兩個光發(fā)射單元各自發(fā)射出的位置檢測光信號通過兩個位置檢測光接收單元(光接收電路)作為光接收信號被檢測出，通過對光接收信號的輸出電平(振幅值)進行運算處理以從光學(xué)指示器裝置獲得位置信號，可獲得一種效果，即可平滑地、快速地和精確地控制顯示在顯示屏幕上的諸如指針(光標(biāo))的標(biāo)記位置。
另外，根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置，由于顯示裝置設(shè)有包括根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置的光接收裝置，可實現(xiàn)一種效果，即將顯示裝置配置成能夠自由地控制顯示在顯示屏幕上的標(biāo)記(光標(biāo)、指針)的位置。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置和根據(jù)本發(fā)明的設(shè)有這種遙控裝置的顯示裝置的原理性部分的輪廓的說明性圖解。
圖2是解釋本發(fā)明的操作原理的原理說明性圖解并示意地示出遙控裝置的光學(xué)指示器裝置和光接收裝置(位置檢測光接收單元)的示意圖。
圖3是解釋本發(fā)明的操作原理的原理說明性圖解并表示由位置檢測光接收單元檢測到的位置檢測光信號(光接收信號)的相對光強度與作為光強度相對于基準(zhǔn)軸位移角特性的基準(zhǔn)軸位移角之間的關(guān)系的曲線圖。
圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中的光學(xué)指示器裝置的一個工作示例的說明性圖解并且是從面向光接收裝置方向觀察的光學(xué)指示器裝置的正視圖。
圖5A和圖5B是說明根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中的光學(xué)指示器裝置的一個工作示例的說明性圖解，其中圖5A是從下方觀察的圖4的光學(xué)指示器裝置的仰視圖，而圖5B示出沿圖5A中箭頭5B-5B的光強度分布圖案。
圖6A和圖6B是說明根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中的光學(xué)指示器裝置的一個工作示例的說明性圖解，其中圖6A是從左側(cè)觀察的圖4的光學(xué)指示器裝置的側(cè)視圖，而圖6B表示沿圖6A中箭頭6B-6B的光強度分布圖案。
圖7A和圖7B是表示由接收來自圖4至圖6B所示的光學(xué)指示器裝置的位置檢測光信號的位置檢測光接收單元所檢測的光接收信號的相對光強度與作為相對光強度對基準(zhǔn)軸位移角特性的基準(zhǔn)軸位移角之間的關(guān)系的圖表。
圖8A和圖8B是根據(jù)4所示的本發(fā)明的遙控裝置中的光學(xué)指示器裝置的修正例的正視圖。
圖9是表示在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置的光學(xué)指示器裝置處的光發(fā)射脈沖信號的一個例示波形的波形圖。
圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的遠程控制裝置中的光接收裝置電路塊的工作示例的方框圖。
圖11A和圖11B是表示從帶通濾波器輸出的光接收信號振幅值的示例波形圖。
具體實施例方式
后面，將參考

本發(fā)明的諸實施例。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置和根據(jù)本發(fā)明的設(shè)有這種遙控裝置的顯示裝置的原理性部分的輪廓的說明性圖解。
根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置就是所謂的遙控器并由光學(xué)指示器裝置1和光接收裝置3組成。另外，根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置2包含本發(fā)明的遙控裝置的光接收裝置3。顯示諸如圖像和數(shù)據(jù)的信息的監(jiān)視器或電視接收器之類的顯示裝置2具有位于前表面中間區(qū)域的顯示部分2a以及支承顯示部分2a并設(shè)置在其周圍的框部分2b。光接收裝置3被設(shè)置(包含)在框部分2b的前表面上。應(yīng)該注意的是光接收裝置3同樣可以設(shè)置在顯示部分2a中。
指針4以標(biāo)記(光標(biāo))的形式顯示在顯示部分2a的顯示屏幕上。在圖1中示意性的示出移動前指針4a、移動后指針4b以及指針4的移動軌跡4c。
光學(xué)指示器裝置1發(fā)出位置檢測光信號LSp和功能控制光信號LSc作為輸出，這些將被傳送至光接收裝置3。位置檢測光信號LSp和功能控制光信號LSc可以如下形式出現(xiàn)即其中這些信號從獨立的光學(xué)指示器裝置發(fā)射出，但配置這些信號以使其作為輸出從單個光學(xué)指示器裝置1中發(fā)射是較為有利的，因為這使遙控裝置的結(jié)構(gòu)變得簡單。
光接收裝置3上設(shè)有用于將位置檢測光信號LSp作為輸入(檢測)接收的位置檢測光接收單元3p，以及用于將功能控制光信號LSc作為輸入(檢測)接收的功能控制光接收單元3c。要注意的是，可通過設(shè)計控制模式和傳輸模式將位置檢測光接收單元3p和功能控制光接收單元3c結(jié)合在一起。
當(dāng)光學(xué)指示器裝置1(的基準(zhǔn)軸BAX(見圖2))由如移動軌跡1c所示那樣從光學(xué)指示器裝置1a移動到光學(xué)指示器裝置1b時，通過位置檢測光接收單元3p接收作為輸入的位置檢測光信號LSp跟蹤該移動并相應(yīng)變化。通過將該位置檢測光信號LSp作為光接收信號而檢測，光接收裝置3可執(zhí)行算術(shù)運算處理以檢測(輸出)作為位置信號的光接收信號中的變化。
因此，能控制指針4的顯示位置并使其響應(yīng)于所檢測到的位置信號移動。要注意的是當(dāng)檢測到光學(xué)指示器裝置1(的基準(zhǔn)軸BAX)的移動時，作為第一方向的X軸(水平方向移動)和作為與第一方向相交的第二方向的Y軸(垂直方向移動)被顯示作為檢測基準(zhǔn)的例子。為了簡化運算處理和提高檢測準(zhǔn)確性，象X軸和Y軸那樣將第一方向和第二方向相交的夾角設(shè)置為90度是較為有利的。
功能控制光信號LSc響應(yīng)用于控制顯示裝置2功能的功能控制信號而作為輸出(發(fā)射)被射出。在例如顯示裝置2是電視接收器的情況下，功能控制信號包括諸如頻道選擇信號、音量調(diào)節(jié)信號、亮度調(diào)節(jié)信號以及用指針4開啟和關(guān)斷顯示屏幕上的按鈕的通/斷控制信號。由功能控制光接收單元3c接收的功能控制光信號LSc作為功能控制信號由光接收裝置3檢測出(輸出)，響應(yīng)所檢測到的功能控制信號控制顯示裝置2的功能。
在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置中，除一般使用的功能控制光信號LSc以外，通過對與控制指針4的位置以檢測光指示器裝置1的基準(zhǔn)軸BAX的移動方向的位置檢測光信號LSp對應(yīng)的光接收信號進行運算處理，能實現(xiàn)基準(zhǔn)軸BAX的移動方向的同步并能容易地在顯示屏幕上將指針4移動到所要求的位置并相對于從機械上進行控制的遙控裝置而言能實現(xiàn)指針4位置的高速、平滑的移動控制。
圖2和圖3是描述本發(fā)明的操作原理的原理說明性圖解。圖2是示意地示出遙控裝置的光學(xué)指示器裝置和光接收裝置(位置檢測光接收單元)的示意圖，而圖3是表示由位置檢測光接收單元檢測到的位置檢測光信號(光接收信號)的相對光強度與作為光強度相對于基準(zhǔn)軸位移角特性的基準(zhǔn)軸位移角之間的關(guān)系的曲線圖。在圖3中，水平軸表示基準(zhǔn)軸位移角θ(度)而垂直軸表示相對光強度(％)。與圖1類似的部分用相同標(biāo)號表示并省略對其說明。
作為位置檢測光信號LSp的輸出而發(fā)射的第一光發(fā)射單元LEDa和第二光發(fā)射單元LEDb被安裝在與光學(xué)指示器裝置1的光接收裝置3相對的表面上。
第一光發(fā)射單元LEDa被設(shè)置在第一表面1fa上，該第一表面對應(yīng)于與光學(xué)指示器裝置1的基準(zhǔn)軸BAX相交的第一方向(在圖中向右)形成。第一光發(fā)射單元LEDa的光軸LAXa被安裝成具有不大于第一光發(fā)射單元LEDa至第一方向的基準(zhǔn)軸BAX的半值角的傾斜角θa。應(yīng)該注意的是半值角表示光發(fā)射單元的光發(fā)射強度的方向性并被定義為在光強度分布特性中光強度變?yōu)樽畲笾档囊话霑r所形成的角度。第一光發(fā)射單元LEDa的方向性由光強度分布特性LDAa所表示。
第二光發(fā)射單元LEDb被設(shè)置在第二表面1fb上，該第二表面對應(yīng)于與光學(xué)指示器裝置1的基準(zhǔn)軸BAX相交的第二方向(在圖中向左)形成。第二光發(fā)射單元LEDb的光軸LAXb被安裝成具有不大于第二光發(fā)射單元LEDb至第二方向的基準(zhǔn)軸BAX的半值角的傾斜角θb。第二光發(fā)射單元LEDb的方向性由光強度分布特性LDAb所表示。
通過將第一方向和第二方向配置成適當(dāng)?shù)叵嘟徊⒉捎霉廨SLAXa和光軸LAXb在其中偏移的結(jié)構(gòu)，可從第一光發(fā)射單元LEDa分離和檢測位置檢測光信號LSp，并從第二光發(fā)射單元LEDb分離和檢測位置檢測光信號LSp。應(yīng)該注意的是，第一光發(fā)射單元LEDa和第二光發(fā)射單元LEDb的半值角(即傾斜角)可以是不同的。
通過配置具有不同光發(fā)射波長的光發(fā)射單元(例如，半導(dǎo)體光發(fā)射二極管LED)的第一光發(fā)射單元LEDa和第二光發(fā)射單元LEDb，能更容易地檢測與光接收裝置3(位置檢測光接收單元3p)的位置檢測光信號LSp相對應(yīng)的光接收信號，這進一步提高了檢測的精度并使將要獲得的位置信號具有極好的準(zhǔn)確性。例如，一個光發(fā)射單元可設(shè)置成在紅外光域具有光發(fā)射波長，而其它光發(fā)射單元可設(shè)置成在可見光域具有光發(fā)射波長。
要注意的是當(dāng)?shù)谝还獍l(fā)射單元LEDa和第二光發(fā)射單元LEDb的光發(fā)射波長被設(shè)置成一樣時，例如通過將光發(fā)射單元設(shè)計成具有變動的光發(fā)射周期，可實現(xiàn)在檢測位置檢測光信號LSp中無精度損失的檢測。
如果基準(zhǔn)軸位移角θs變位至圖中的+區(qū)域，則來自第二光發(fā)射單元LEDb的位置檢測光信號LSp變大，如果該基準(zhǔn)軸位移角θs變位至圖中的一區(qū)域，則來自第一光發(fā)射單元LEDa的位置檢測光信號LSp變大。
也就是說，通過從位置檢測光接收單元3pa的光接收信號獲得的相對光強度PCa(見圖10)，該位置檢測光接收單元3pa接收來自第一光發(fā)射單元LEDa的位置檢測光信號LSp(LSPa見圖10)作為輸入；通過從位置檢測光接收單元3pb的光接收信號獲得的相對光強度PCb(見圖10)，該位置檢測光接收單元3pb接收來自第二光發(fā)射單元LEDb的位置檢測光信號LSp(LSPb見圖10)作為輸入；并比較相對光強度Pca和相對光強度PCb之間的振幅關(guān)系，這樣可以找到基準(zhǔn)軸BAX(基準(zhǔn)軸位移角θs)的變位并因此可通過將變位作為位置信號(指示信號)輸出而實現(xiàn)遙控。
要注意的是，光接收信號可作為電信號獲得并因此實際上以電信號振幅的形式檢測相對光強度PCa和相對光強度PCb。即，通過比較光接收信號(輸出電平)的大小獲得位置信號。
在圖3中，當(dāng)基準(zhǔn)軸位移角θs為“0”時，即當(dāng)如圖2所示的情況，由位置檢測光接收單元3p檢測到的來自第一光發(fā)射單元LEDa的相對光強度PCa和來自第二光發(fā)射單元LEDb的相對光強度PCb基本上是等效的。要知道的是圖中的數(shù)字值只作為示例表示。
當(dāng)基準(zhǔn)軸位移角θs被設(shè)置位于+區(qū)時，即當(dāng)光學(xué)指示器裝置1在圖2中向右偏移時，由位置檢測光接收單元3pa檢測到的相對光強度PCa逐漸減小而由位置檢測光接收單元3pb檢測到的相對光強度PCb逐漸增加。另外，當(dāng)基準(zhǔn)軸位移角θs變得等于第二光發(fā)射單元LEDb的傾斜角θb時，第二光發(fā)射單元LEDb超前于位置檢測光接收單元3p(3pb)，并因此相對光強度PCb根據(jù)光強度分布特性LDAb變得最大。
當(dāng)基準(zhǔn)軸位移角θs被設(shè)置位于一區(qū)時，即當(dāng)光學(xué)指示器裝置1在圖2中向左偏移時，由位置檢測光接收單元3pa檢測到的相對光強度PCa逐漸增大而由位置檢測光接收單元3pb檢測到的相對光強度PCb逐漸減小。另外，當(dāng)基準(zhǔn)軸位移角θs變得等于第一光發(fā)射單元LEDa的傾斜角θa時，第一光發(fā)射單元LEDa超前于位置檢測光接收單元3p(3pa)，并因此相對光強度PCa根據(jù)光強度分布特性LDAa變得最大。
通過對相對光強度PCa和PCb之間的振幅關(guān)系進行比較計算，可找到基準(zhǔn)軸BAX的指示方向(移動方向和位置信號)，并因此可例如利用該指示方向(指示方向上的變化)控制顯示在顯示部分2a上的指針4的移動。應(yīng)該注意的是，相對光強度PCa和PCb之間的不一致可以是使這種不一致能被檢測出的。如果這種不一致是在預(yù)定的范圍內(nèi)，則通過運算處理進行適當(dāng)?shù)男Ｕ＜?，較為有利的是光強度分布特性LDAa和光強度分布特性LDAb是相等的，但并不局限于此。另外，較為有利的是傾斜角θa和傾斜角θb是相等的，但也不局限于此。
要注意的是盡管圖2中僅示出了一個位置檢測光接收單元3p，但如上所述，通過提供對應(yīng)于第一光發(fā)射單元LEDa的位置檢測光接收單元3pa和對應(yīng)于第二光發(fā)射單元LEDb的位置檢測光接收單元3pb，分別對相對光強度PCa和相對光強度PCb進行分離和檢測變得容易。要注意的是在無需區(qū)別位置檢測光接收單元3pa和位置檢測光接收單元3pb之間的異同時，就簡稱位置檢測光接收單元3p而進行說明。
在圖2和圖3的原理說明性圖解中，示出了可能在向左和向右的方向上的位置檢測的例子。通過組合檢測并除向左和向右的方向外控制向上和向下方向，可在X軸表面和Y軸表面(二維顯示屏幕)上控制指針4的位置。
圖4、5A、5B、6A和6B是用來說明本發(fā)明遙控裝置中的光學(xué)指示器裝置的工作情況的說明性圖解。圖4是從面向光接收裝置方向觀察的光學(xué)指示器裝置的正視圖。圖5A是從下方觀察的圖4的光學(xué)指示器裝置的仰視圖，而圖5B示出沿圖5A中箭頭5B-5B的光強度分布圖案。圖6A是從左側(cè)觀察的圖4的光學(xué)指示器裝置的側(cè)視圖，而圖6B表示沿圖6A中箭頭6B-6B的光強度分布圖案。與圖1至圖3類似的部分用相同標(biāo)號表示并省略對其說明。
在圖4中，光學(xué)指示器裝置1上配置有朝向光接收裝置3的四邊的金字塔，并因此顯然有頂點1t和四個側(cè)表面，即第一表面1fa、第二表面1fb、第三表面1fc和第四表面1fd。另外，正交于頂點1t并從紙的前的端向后端延伸的軸就是基準(zhǔn)軸BAX。與基準(zhǔn)軸BAX相交的第一方向例如被規(guī)定為X軸方向(水平方向)，第二方向例如被規(guī)定為Y軸方向(垂直方向)。要注意的是，可采用四邊的平截頭棱錐體代替四邊的金字塔，它的頂點在相交于基準(zhǔn)軸BAX的方向上被設(shè)置成平面(見圖8A)。
第一光發(fā)射單元LEDa被安裝在第一表面1fa上，而第二光發(fā)射單元LEDb被安裝在第二表面1fb上。如上所述，第一光發(fā)射單元LEDa和第二光發(fā)射單元LEDb發(fā)出位置檢測光信號LSp作為輸出。另外，也可在第三表面1fc上安裝第三光發(fā)射單元LEDc，LEDc發(fā)出功能控制光信號LSc作為輸出。襯底部分1sub連接于四邊的金字塔的底部，其中裝有驅(qū)動部分以驅(qū)動第一光發(fā)射單元LEDa、第二光發(fā)射單元LEDb和第三光發(fā)射單元LEDc等，用于控制驅(qū)動部分的開關(guān)之類器件(未圖示)被設(shè)置在表面上。
圖5A是光學(xué)指示器裝置1的仰視圖，圖5B表示沿圖5A中所示箭頭5B-5B(垂直于光軸LAXa和光軸LAXb的表面)的光強度分布圖案。在與基準(zhǔn)軸BAX相交的第一方向(X軸方向)，第一光發(fā)射單元LEDa的光軸LAXa被配置在與基準(zhǔn)軸BAX呈θa傾斜角的位置上。通過確保傾斜角θa不大于第一光發(fā)射單元LEDa的半值角，可通過位置檢測光接收單元3p可靠地檢測出來自第一光發(fā)射單元LEDa的位置檢測光信號LSp。
光強度分布特性LDAa的光強度分布圖案LDPa被設(shè)置成在X軸方向具有短軸而在Y方向具有長軸的橢圓形，同時光強度分布特性LDAb的光強度分布圖案LDPb被設(shè)置成在X軸方向具有長軸而在Y方向具有短軸的橢圓形。第一光發(fā)射單元LEDa和第二光發(fā)射單元LEDb被配置成具有橢圓形光強度分布圖案LDPa和LDPb。例如，這可通過將第一光發(fā)射單元LEDa和第二光發(fā)射單元LEDb的碎片形狀設(shè)置成矩形形狀并設(shè)計透鏡形狀。另外，光強度分布圖案LDPa和LDPb的長軸被設(shè)置成相交。為提高位置檢測光信號LSp的檢測分辨率，較為有利的是將長軸的相交角設(shè)置為90度。
第一光發(fā)射單元LEDa和第二光發(fā)射單元LEDb被設(shè)置在第一表面1fa個第二表面1fb上，兩表面在四邊的金字塔(四邊的平截頭棱錐體)上相鄰但不局限于此，對于設(shè)置在多邊的金字塔(多邊的平截頭棱錐體)，例如三邊的金字塔(三邊的平截頭棱錐體)上或設(shè)置在半球形表面的適當(dāng)位置上的那些光發(fā)射單元也同樣適用。要注意的是為了提高檢測的準(zhǔn)確性，較為有利的是第一表面1fa和第二表面1fb彼此相鄰。另外，作為多邊的金字塔(多邊的平截頭棱錐體)側(cè)表面的第一表面1fa和第二表面1fb不一定要具有完全的形狀，只要它們相鄰地相交并被配置成傾斜于基準(zhǔn)軸BAX的傾斜表面即可。也就是說，可將它們配置成具有非完全形狀的多邊的金字塔(多邊的平截頭棱錐體)的一部分。
圖6A是光學(xué)指示器裝置1的側(cè)視圖，圖6B表示沿圖6A中所示箭頭6B-6B(垂直于光軸LAXa和光軸LAXb的表面)的光強度分布圖案。在與基準(zhǔn)軸BAX相交的第二方向(Y軸方向)，第二光發(fā)射單元LEDb的光軸LAXb被配置在與基準(zhǔn)軸BAX呈θb傾斜角的位置上。通過確保傾斜角θb不大于第二光發(fā)射單元LEDb的半值角，可通過位置檢測光接收單元3p可靠地檢測出來自第二光發(fā)射單元LEDb的位置檢測光信號LSp。
光強度分布特性LDAa的光強度分布圖案LDPa和光強度分布特性LDAb的光強度分布圖案LDPb間的相互關(guān)系和圖5B中的關(guān)系相同。
圖7A和圖7B是表示由接收來自圖4至圖6B所示的光學(xué)指示器裝置的位置檢測光信號的位置檢測光接收單元所檢測的光接收信號的相對光強度與作為相對光強度對基準(zhǔn)軸位移角特性的基準(zhǔn)軸位移角之間的關(guān)系的圖表。在圖7A和7B中，水平軸是基準(zhǔn)軸位移角θ(度)而垂直軸是相對光強度(％)。與圖1至圖6B類似的部分用相同標(biāo)號表示并省略對其重復(fù)的說明。
圖7A示出當(dāng)光學(xué)指示器裝置的基準(zhǔn)軸位移角θs沿第一方向(水平方向)移動時相對光強度的變化，圖7B表示當(dāng)基準(zhǔn)軸位移角θs沿第二方向(垂直方向)移動時相對光強度的變化。
當(dāng)光學(xué)指示器裝置1移動時，基準(zhǔn)軸BAX(基準(zhǔn)軸位移角θs)同樣根據(jù)其改變。另外，根據(jù)基準(zhǔn)軸BAX的改變，獲取自位置檢測光接收單元3pa的光接收信號的相對光強度PCa(該位置檢測光接收單元3pa從第一光發(fā)射單元LEDa接收位置檢測光信號LSPa作為輸入(見圖10))以及獲取自位置檢測光接收單元3pb的光接收信號的相對光強度PCb(該位置檢測光接收單元3pb從第二光發(fā)射單元LEDb接收位置檢測光信號LSPb作為輸入(見圖10))一起隨著基準(zhǔn)軸位移角θs變化。
當(dāng)光學(xué)指示器裝置1沿第一方向(水平方向X軸方向)移動時(圖7A)，位置檢測光接收單元3pa檢測到作為來自第一光發(fā)射單元LEDa的光信號的光強度分布圖案LDPa的短軸方向上的變化，并因此當(dāng)基準(zhǔn)軸位移角θs從0向+方向移動至半值角位置(例如30度)另外變化的寬度變得更大時，相對光強度PCa表現(xiàn)為最大值(例如100％)。當(dāng)基準(zhǔn)軸位移角θs從0向-方向移動時，相對光強度PCa逐漸減小(衰減)。
另一方面，位置檢測光接收單元3pb檢測到作為來自第二光發(fā)射單元LEDb的光信號的光強度分布圖案LDPb的沿長軸方向的變化，并因此當(dāng)基準(zhǔn)軸位移角θs變?yōu)?另外變化的寬度變得更小時，相對光強度PCb表現(xiàn)為最大值(例如50％)。即使基準(zhǔn)軸位移角θs移動到+或-方向時，相對光強度PCb逐漸減小(衰減)。
當(dāng)光學(xué)指示器裝置1沿第二方向(垂直方向Y軸方向)移動時(圖7B)，位置檢測光接收單元3pb檢測到作為來自第二光發(fā)射單元LEDb的光信號的光強度分布圖案LDPb的短軸方向上的變化，并因此當(dāng)基準(zhǔn)軸位移角θs從0向+方向移動至半值角位置(例如30度)另外變化的寬度變得更大時，相對光強度PCb表現(xiàn)為最大值(例如100％)。當(dāng)基準(zhǔn)軸位移角θs從0向-方向移動時，相對光強度PCb逐漸減小(衰減)。
另一方面，位置檢測光接收單元3pa檢測到作為來自第一光發(fā)射單元LEDa的光信號的光強度分布圖案LDPa的沿長軸方向的變化，并因此當(dāng)基準(zhǔn)軸位移角θs變?yōu)?另外變化的寬度變得更小時，相對光強度PCa表現(xiàn)為最大值(例如50％)。即使基準(zhǔn)軸位移角θs移動到+或-方向時，相對光強度PCa逐漸減小(衰減)。
應(yīng)該注意的是在圖2和圖3中所描述的是具有不同光發(fā)射波長(光發(fā)射波長域)的第一光發(fā)射單元LEDa和第二光發(fā)射單元LEDb。即，如果第一光發(fā)射單元LEDa具有在紅外光域的光發(fā)射波長，則第二光發(fā)射單元LEDb被配置成具有在可見光域的光發(fā)射波長。
因此，可通過位置檢測光接收單元3pa檢測相對光強度PCa并通過位置檢測光接收單元3pb檢測相對光強度PCb。要注意的是當(dāng)光強度以絕對值形式給出時，則由距離校正之類的措施是必須的，并因此獲得相對光強度PCa和PCb以有助于后續(xù)的運算處理等，但如果距離是常量并能容易地指定絕對值，則同樣可以獲得以絕對值形式出現(xiàn)的光強度。
可以從與基準(zhǔn)軸位移角θs對應(yīng)的位置檢測光接收單元3pa和3pb獲得兩種類型的光強度(即相對光強度PCa和相對光強度PCb或作為絕對值而獲得的兩種類型的光強度)，并因此可通過光接收裝置3在所獲得的兩種類型的光強度上采用適當(dāng)?shù)倪\算處理而獲得光學(xué)指示器裝置1的移動(即指示從光學(xué)指示器裝置1相對于指針4的位置移動所給出的位置信號)。
應(yīng)該注意的是，光強度實際上是作為光接收信號的電信號檢測的，并因此能將光強度的振幅作為光接收信號的輸出電平(振幅值)而檢測。因此，對光強度執(zhí)行運算處理指通過比較所檢測到的光接收信號的輸出電平的振幅而進行運算處理。通過適當(dāng)?shù)剡M行模/數(shù)轉(zhuǎn)換以獲取數(shù)字值，可對光接收信號的輸出電平上容易地實現(xiàn)運算處理。運算處理可使用常用的微型計算機(中央處理單元(CPU))而實現(xiàn)。
作為用于對光接收信號的輸出電平執(zhí)行運算處理的技術(shù)，這里提供了基于兩種類型的輸出電平之間的差值進行運算處理的技術(shù)，基于兩種類型輸出電平的比值進行運算處理的技術(shù)以及基于兩種類型的輸出電平差值以及輸出電平的比值進行運算處理的技術(shù)，這三種技術(shù)中的任何一種都能被采用。特別地，當(dāng)基于輸出電平和比值和差值進行運算處理時，能進一步提高精度。
圖8A和圖8B是根據(jù)4所示的本發(fā)明的遙控裝置中的光學(xué)指示器裝置的修正例的正視圖。圖8A示出第一修正例而圖8B示出第二修正例。與圖4類似的部分用相同標(biāo)號表示并省略對其說明。
在圖4中的光學(xué)指示器裝置1中，四邊的金字塔被配置在朝向光接收裝置3的邊上，但在第一修正例中，通過沿與基準(zhǔn)軸BAX相交的方向使頂點1t部分成為平面而形成具有頂面1ts的四邊的平截頭棱錐體。發(fā)出作為輸出的功能控制光信號LSc的第三光發(fā)射單元LEDc被設(shè)置在頂面1ts上。即，第三光發(fā)射單元LEDc(頂面1ts)被設(shè)置成朝向與基準(zhǔn)軸BAX相同的方向，并因此能夠容易地和可靠地實現(xiàn)功能控制光信號LSc的傳輸。
在第二修正例中形成一種三角邊形狀，它在第三表面1fc和第四表面1fd無斜度并具有占據(jù)前表面(前表面視圖)一半面積的頂面，第一表面1fa和第二表面1fb設(shè)置在剩下的一半上。即，修正例被配置成僅第一表面1fa和第二表面1fb是帶傾斜部分的多邊的金字塔。
圖9是表示在根據(jù)本發(fā)明的遙控裝置的光學(xué)指示器裝置處的光發(fā)射脈沖信號的一個例示波形的波形圖。
光學(xué)指示器裝置1的驅(qū)動部分(未圖示)各自將光發(fā)射脈沖信號施加到第一光發(fā)射單元LEDa和第二光發(fā)射單元LEDb。響應(yīng)于光發(fā)射脈沖信號，第一光發(fā)射單元LEDa和第二光發(fā)射單元LEDb發(fā)出作為輸出的具有不同光發(fā)射波長的位置檢測光信號LSp以傳輸?shù)焦饨邮昭b置3(位置檢測光接收單元3p)。
光發(fā)射脈沖信號由位置檢測脈沖Pp1、Pp2和Pp3以及產(chǎn)生于位置檢測脈沖Pp1前的檢測起始脈沖Ps組成。通過反復(fù)產(chǎn)生多個具有相同脈寬和周期的位置檢測脈沖Pp1、Pp2和Pp3，可發(fā)射出作為輸出的連續(xù)位置檢測光信號LSp，并因此可實現(xiàn)正確的位置檢測。
另外，常用的大約10kHz至40kHz的調(diào)制載波fc被疊加在位置檢測脈沖Pp1、Pp2和Pp3以及檢測起始脈沖Ps上。通過疊加調(diào)制載波fc，可防止由于干擾光(噪音)所引起的檢測誤差。
位置檢測脈沖Pp1、Pp2和Pp3可具有彼此相等的位置檢測脈沖單周期Tp。另外，位置檢測脈沖Pp1、Pp2和Pp3可具有位置檢測脈沖群周期(檢測周期)Tpt，它整個包括這三個脈沖。例如，位置檢測脈沖信號周期Tp大約為1ms(毫秒)，其中產(chǎn)生位置檢測脈沖Pp1、Pp2和Pp3的時段(在位置檢測脈沖單周期Tp中ON狀態(tài)時段)被設(shè)置成位置檢測脈沖單周期Tp的一半(大約為0.5ms)。無信號時段Tpn對應(yīng)于兩個脈沖被設(shè)置在產(chǎn)生三個脈沖(Pp1、Pp2和Pp3)之后，并因此位置檢測脈沖群周期(檢測周期)Tpt接近5ms。
檢測起始脈沖周期Ts的檢測起始脈沖Ps產(chǎn)生于位置檢測脈沖組周期(檢測周期)Tpt之前。檢測起始脈沖周期Ts被設(shè)置為例如大約2ms。其中產(chǎn)生檢測起始脈沖Ps的時段(在檢測起始脈沖周期Ts中ON時段)被設(shè)置成檢測起始脈沖單周期Ts的一半(大約為1ms)。在光接收裝置3處的位置檢測光信號LSp的檢測操作可由檢測起始脈沖Ps啟動，由此增加檢測功能的可控制性。
上述周期的脈沖同樣可用于平常的遙控器(產(chǎn)生功能控制信號的遙控器)而在電路或元件方面無需添加特別的器件，由此可容易地實現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)。另外使用電路可選擇地發(fā)送和接收位置信號，并因此相對基于機械上遙控的位置控制而言，指針4能平滑地和快速地移動。
圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的遠程控制裝置中的光接收裝置電路塊的工作示例的方框圖。
光接收裝置3檢測利用第一光接收電路30a和第二光接收電路30b作為輸入接收的位置檢測光信號LSp的光強度(振幅值)，并通過運算處理部分5對檢測到的光強度進行運算處理而獲得位置信號，通過將該位置信號輸出以實現(xiàn)顯示部分2a上顯示的指針的位置移動控制。
要注意的是第一光發(fā)射單元LEDa和第二光發(fā)射單元LEDb的光發(fā)射波長是不同的，并因此通過將來自第一光發(fā)射單元LEDa的光發(fā)射輸出設(shè)置成位置檢測光信號Lspa并將來自第二光發(fā)射單元LEDb的光發(fā)射輸出設(shè)置成位置檢測光信號Lspb而實現(xiàn)適當(dāng)?shù)姆蛛x。
第一光接收電路30a包括具有波長選擇特性的濾光器3fa，通過波長選擇特性，作為輸出從第一光發(fā)射單元LEDa發(fā)射出的位置檢測光信號LSpa被選擇；接收已通過濾光器3fa的位置檢測光信號Lspa并檢測光接收信號的位置檢測光接收單元3pa(光接收脈沖信號對應(yīng)于光發(fā)射脈沖信號的；此后當(dāng)無需說明“光接收脈沖信號”時，簡稱為“光接收信號”)；用于放大由位置檢測光接收單元3pa所檢測到的光接收信號的放大電路31a；僅允許通過來自放大電路31a放大的光接收信號的預(yù)定頻率而減少噪音的帶通濾波器32a；用于檢測從帶通濾波器32a輸出的光接收信號的振幅值(光強度，相對光強度，輸出電平)的振幅值檢測電路33a；以及調(diào)整放大電路31a的放大因子的自動增益控制電路(AGC)34。
第二光接收電路30b包括具有波長選擇特性的濾光器3fb，通過該濾光器，選擇從第二光發(fā)射單元LEDb發(fā)射出的位置檢測光信號LSpb作為輸出；接收已通過濾光器3fb的位置檢測光信號Lspb并檢測光接收信號(光接收脈沖信號)的位置檢測光接收單元3pb；用于放大由位置檢測光接收單元3pb所檢測到的光接收信號的放大電路31b；僅允許通過由放大電路31b放大的光接收信號的預(yù)定頻率而減少噪音的帶通濾波器32b；用于檢測從帶通濾波器32b輸出的光接收信號的振幅值(光強度、相對光強度、輸出電平)的振幅值檢測電路33b；以及調(diào)整放大電路31b的放大因子的自動增益控制電路(AGC)34b。
位置檢測光接收單元3pa和位置檢測光接收單元3pb可例如配置為光電二極管或光電晶體管。由于使用了濾光器3fa和濾光器3fb，可使用相同規(guī)格的元件。要注意的是也可為位置檢測光接收單元3pa和位置檢測光接收單元3pb提供波長選擇特性，從而不使用濾光器3fa和濾光器3fb。
由于濾光器3fa和濾光器3fb具有波長選擇特性，因此能可靠地分離紅外光域的位置檢測光信號LSp和可見光域的位置檢測光信號LSp并將它們作為分離數(shù)據(jù)檢測(光接收信號和光接收脈沖信號)。例如，可實現(xiàn)下列配置如果第一光發(fā)射單元LEDa的光發(fā)射波長域為紅外光域，則將濾光器3fa設(shè)置成具有允許紅外光域的波長通過的波長選擇特性，因此檢測紅外光域的位置檢測光信號Lspa，如果第二光發(fā)射單元LEDb的光發(fā)射波長域為可見光域，則將濾光器3fb設(shè)置成具有允許可見光域的波長通過的波長選擇特性，由此檢測可見光域的位置檢測光信號LSpb。
自動增益控制電路34a和34b檢測從帶通濾波器32a和32b輸出的光接收信號的振幅值的最大值，并調(diào)整放大因子以使光接收信號的振幅值(的最大值)在放大電路31a和31b中不產(chǎn)生飽和。由于振幅值(的最大值)不飽和，可獲得具有高檢測準(zhǔn)確性、高穩(wěn)定性和高可靠性的光接收信號(光接收信號電平)。
特別地，可通過檢測響應(yīng)于檢測起始脈沖周期Ts的檢測起始脈沖Ps而檢測到的光接收脈沖信號的振幅值的(最大值)快速地執(zhí)行放大因子的調(diào)整以實現(xiàn)放大因子的調(diào)整。另外可通過產(chǎn)生一個分離的放大因子調(diào)節(jié)脈沖信號(未圖示)并發(fā)出作為輸出的相應(yīng)光發(fā)射脈沖信號以及檢測相應(yīng)光接收脈沖信號的振幅值而實現(xiàn)調(diào)整。
通過運算處理部分5對分別由振幅值檢測電路33a和33b檢測出的光接收信號的振幅值(光強度)進行適當(dāng)運算處理而獲得位置信號，可通過將它們作為位置信號(位置控制信號)從運算處理部分5輸出到顯示部分2a而控制指針4的位置。運算處理部分5可采用CPU之類常用器件配置。
運算處理部分5中的運算處理可以是運算，通過這種運算可得出由第一光接收電路30a所獲得的光接收信號的振幅值和由第二光接收電路30b所獲得的光接收信號的振幅值之間的差值，獲得這些振幅值的比值的運算或獲得這些振幅值之間的差值和比值的組合運算。
光接收裝置3還設(shè)有用于作為輸入接收功能控制光信號的第三光接收電路(未圖示)，該功能控制光信號作為輸出從與控制顯示裝置2(顯示部分2a)的功能控制信號對應(yīng)的第三光發(fā)射單元LEDc發(fā)射出。第三光接收電路輸出作為輸入被接收的、作為使用公知的信號傳輸?shù)墓δ芸刂菩盘柕墓δ芸刂乒庑盘?，用運算處理部分5之類器件控制顯示裝置2(顯示部分2a)的功能。第三光接收電路能使用功能控制光接收單元3c接收功能控制光信號(見圖1)。
至于第一光發(fā)射單元LEDa和第二光發(fā)射單元LEDb，較為有利的是用具有預(yù)定光發(fā)射波長的光發(fā)射單元(例如半導(dǎo)體光發(fā)射二極管LED)配置第三光發(fā)射單元LEDc，因為這提高了檢測準(zhǔn)確性。例如，通過將波長設(shè)置為紅外光域的光發(fā)射波長或可見光域的光發(fā)射波長，可將其與干擾光區(qū)分開來，由此可提高檢測準(zhǔn)確度。
通過將功能控制光接收單元3c配置成具有波長選擇特性的元件(通過該元件可選擇與第三光發(fā)射單元LEDc相同的波長)使精確地檢測功能控制光信號LSc變得可能。
通過采用分時系統(tǒng)，可用第一光發(fā)射單元LEDa或第二光發(fā)射單元LEDb中實現(xiàn)第三光發(fā)射單元LEDc的混合使用。即，省去第三光發(fā)射單元LEDc可簡化光指示器裝置1的結(jié)構(gòu)。另外，當(dāng)功能控制光信號LSc作為輸出被發(fā)射出時，可使疊加在光發(fā)射脈沖信號上的調(diào)制載波fc與位置檢測光信號LSp不同。
通過在發(fā)送和接收位置檢測光信號LSp中采用分時系統(tǒng)，第三光接收電路能結(jié)合使用于第一光接收電路30a或第二光接收電路30b中。在這種情況下，因為不需要配置單獨的第三光接收電路，可簡化光接收裝置3的結(jié)構(gòu)。
圖11A和圖11B是表示已輸出自帶通濾波器的光接收信號的振幅值的示例的波形圖。與圖9類似部分的有關(guān)描述在這里省去。
圖11A中示出了與作為輸出從第一光發(fā)射單元LEDa發(fā)射出的位置檢測光信號Lspa對應(yīng)的光接收脈沖信號(即作為帶通濾波器32a的輸出的光接收信號)。圖11B中示出了與作為輸出從第二光發(fā)射單元LEDb發(fā)射出的位置檢測光信號LSpb對應(yīng)的光接收脈沖信號(即作為帶通濾波器32b的輸出的光接收信號)。
脈沖周期與圖9中所示光發(fā)射脈沖周期的一樣。即，在第一光接收電路30a中，對應(yīng)于檢測起始脈沖Ps的檢測起始光接收脈沖Prsa和對應(yīng)于位置檢測脈沖Pp1、Pp2和Pp3的位置檢測光接收脈沖Pra1、Pra2和Pra3作為光接收脈沖信號被獲取，在第二光接收電路30b中，對應(yīng)于檢測起始脈沖Ps的檢測起始光接收脈沖Prsb和對應(yīng)于位置檢測脈沖Pp1、Pp2和Pp3的位置檢測光接收脈沖Prb1、Prb2和Prb3作為光接收脈沖信號被獲取，檢測起始光接收脈沖Prsa的振幅值A(chǔ)rsa通過自動增益控制電路34a被檢測出，由此在最后的半個周期Ts的后一半中可調(diào)整并控制放大電路31a的放大因子。另外，檢測起始光接收脈沖Prsb的振幅值A(chǔ)rsb通過自動增益控制電路34b被檢測出，由此在周期Ts的后一半中可調(diào)整并控制放大電路31b的放大因子。
當(dāng)調(diào)整和控制放大因子時，在位置檢測脈沖群周期Tpt中，通過振幅值檢測電路33a獲得位置檢測光接收脈沖Pra1、Pra2和Pra3的振幅值A(chǔ)ral、Ara2和Ara3并將其輸出到運算處理部分5。通過將振幅值A(chǔ)ra1、Ara2和Ara3的平均值設(shè)為光接收脈沖信號的振幅值，可提高檢測的準(zhǔn)確性。求平均時要采用三個脈沖，但也可使用多個脈沖，并不局限于三個。要注意的是可在振幅值檢測電路33a或運算處理部分5處獲得平均值。
在振幅檢測電路33b中執(zhí)行與振幅值檢測電路33a相同的處理。通過在運算處理部分5(運算處理)將對應(yīng)于位置檢測光信號Lspa的光接收脈沖信號的振幅值(的平均值)與對應(yīng)于位置檢測光信號Lspb的光接收脈沖信號的振幅值(的平均值)進行比較以獲得并輸出位置信號。
本發(fā)明在不脫離其主旨和本質(zhì)特征的前提下可以其它不同的形式體現(xiàn)或?qū)崿F(xiàn)。因此，上述工作例子均應(yīng)認(rèn)為是示例性的和非限定性的。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求指定，而不是前面的說明。落在所附權(quán)利要求的等效范圍內(nèi)的所有改變和修正由權(quán)利要求書所覆蓋。
權(quán)利要求
1.一種遙控裝置，包括光學(xué)指示器裝置，在所述光學(xué)指示器裝置中安裝有第一光發(fā)射單元和第二光發(fā)射單元以發(fā)出作為輸出的位置檢測光信號；以及接收位置檢測光信號作為輸入并從所檢測到的光接收信號獲得位置信號的光接收裝置，其中，第一光發(fā)射單元的光軸的傾斜角不大于第一光發(fā)射單元到相交于光學(xué)指示器裝置的基準(zhǔn)軸的第一方向上的基準(zhǔn)軸的半值角，以及第二光發(fā)射單元的光軸的傾斜角不大于第二光發(fā)射單元與第一方向相交的第二方向上的基準(zhǔn)軸的半值角。
2.如權(quán)利要求1所述遙控裝置，其特征在于，第一光發(fā)射單元被安裝在形成在第一方向上的第一表面，第二光發(fā)射單元被安裝在形成在第二方向上的第二表面。
3.如權(quán)利要求2所述遙控裝置，其特征在于，第一表面和第二表面被配置成多邊的金字塔或多邊的平截頭棱錐體的兩相鄰表面。
4.如權(quán)利要求1-3任何一項所述遙控裝置，其特征在于，第一方向和第二方向的交角為90度。
5.如權(quán)利要求1-3任何一項所述遙控裝置，其特征在于，第一光發(fā)射單元和第二光發(fā)射單元具有不同的光發(fā)射波長。
6.如權(quán)利要求5所述遙控裝置，其特征在于，第一光發(fā)射單元具有在紅外光域或可見光域內(nèi)光發(fā)射波長，而第二光發(fā)射單元具有在可見光域或紅外光域內(nèi)光發(fā)射波長。
7.如權(quán)利要求1-3任何一項所述遙控裝置，其特征在于，在垂直于第一光發(fā)射單元和第二光發(fā)射單元光軸的表面上的光強度分布圖案是橢圓形的。
8.如權(quán)利要求7所述遙控裝置，其特征在于，第一光發(fā)射單元和第二光發(fā)射單元的光強度分布圖案的兩橢圓的兩長軸方向彼此相交。
9.如權(quán)利要求8所述遙控裝置，其特征在于，兩長軸方向的交角是90度。
10.如權(quán)利要求1-3任何一項所述遙控裝置，其特征在于，通過分別對第一光發(fā)射單元和第二光發(fā)射單元采用調(diào)制載波被疊加在位置檢測脈沖上的光發(fā)射脈沖信號，將位置檢測光信號作為輸出而發(fā)射。
11.如權(quán)利要求10所述遙控裝置，其特征在于，光發(fā)射脈沖信號具有在位置檢測脈沖之前的檢測起始脈沖，在檢測起始脈沖上疊加有調(diào)制載波。
12.如權(quán)利要求10所述遙控裝置，其特征在于，位置檢測脈沖由多個具有相同脈寬和相同周期的脈沖組成。
13.如權(quán)利要求5所述遙控裝置，其特征在于，光接收裝置包括具有與諸光發(fā)射波長對應(yīng)的不同波長選擇特性的兩個位置檢測光接收單元。
14.如權(quán)利要求13所述遙控裝置，其特征在于，位置檢測光接收單元包括具有不同波長選擇特性的濾光器。
15.如權(quán)利要求13所述遙控裝置，其特征在于，通過對由兩位置所檢測光接收單元檢測到的光接收信號的輸出電平之間的差值進行運算處理而獲得位置信號。
16.如權(quán)利要求13所述遙控裝置，其特征在于，通過對由兩位置檢測光接收單元所檢測到的光接收信號的輸出電平的比值進行運算處理而獲得位置信號。
17.如權(quán)利要求13所述遙控裝置，其特征在于，通過對由兩位置檢測光接收單元所檢測到的光接收信號的輸出電平之間的差值及其比值進行運算處理而獲得位置信號。
18.如權(quán)利要求13所述遙控裝置，其特征在于，光接收裝置包括各自對應(yīng)于兩位置檢測光接收單元的第一光接收電路和第二光接收電路；以及通過對由第一光接收電路和第二光接收電路所檢測到的光接收信號進行運算處理而獲得位置信號的運算處理部分。
19.如權(quán)利要求18所述遙控裝置，其特征在于，第一光接收電路和第二光接收電路分別包括作為輸入接收位置檢測光信號以檢測光接收信號的位置檢測光接收單元；放大由位置檢測光接收單元所檢測到的光接收信號的放大電路；以及檢測由放大電路放大的光接收信號振幅值的振幅值檢測電路。
20.如權(quán)利要求19所述遙控裝置，其特征在于，對與位置檢測脈沖對應(yīng)的光接收信號的多個脈沖所獲得的振幅求平均并將平均值設(shè)置為光接收信號的振幅值。
21.如權(quán)利要求19或20所述遙控裝置，其特征在于，將帶通濾波器連接在放大電路和振幅值檢測電路之間。
22.如權(quán)利要求19或20所述遙控裝置，其特征在于，通過自動增益控制電路調(diào)整放大電路的放大因子。
23.如權(quán)利要求22所述遙控裝置，其特征在于，調(diào)整放大因子以使對應(yīng)于檢測起始脈沖的光接收信號的振幅值不飽和。
24.一種設(shè)置用于顯示信息的顯示部分和用于支承顯示部分的框部分的顯示裝置，包括如權(quán)利要求1-3任何一項所述遙控裝置，其中光接收裝置被設(shè)置在框部分的前表面。
25.如權(quán)利要求24所述顯示裝置，其特征在于，將光學(xué)指示器裝置作為輸出發(fā)射并將與用于控制顯示裝置功能的功能控制信號對應(yīng)的功能控制光信號傳輸至光接收裝置，光接收裝置作為輸入接收功能控制光信號并輸出功能控制信號。
26.如權(quán)利要求25所述顯示裝置，其特征在于，光學(xué)指示器裝置包括作為輸出發(fā)射功能控制信號的第三光發(fā)射單元。
27.如權(quán)利要求26所述顯示裝置，其特征在于，第三發(fā)射元件具有在紅外光域或可見光域內(nèi)的光發(fā)射波長。
28.如權(quán)利要求25所述顯示裝置，其特征在于，從第一光發(fā)射單元或第二光發(fā)射單元將功能控制光信號作為輸出而發(fā)射。
29.如權(quán)利要求25-28任何一項所述顯示裝置，其特征在于，光接收裝置包括作為輸入接收功能控制光信號的功能控制光接收單元。
30.如權(quán)利要求29所述顯示裝置，其特征在于，使功能控制光接收單元具有與光發(fā)射波長對應(yīng)的波長選擇特性。
31.如權(quán)利要求25-28任何一項所述顯示裝置，其特征在于，通過兩個位置檢測光接收單元中的任何一個作為輸入接收功能控制光信號。
32.如權(quán)利要求24所述顯示裝置，其特征在于，根據(jù)位置信號控制顯示在顯示部分上的標(biāo)記的位置。
33.如權(quán)利要求24所述顯示裝置，其特征在于，顯示裝置是電視接收器。
全文摘要
在本發(fā)明的一個實施例中，遙控裝置上設(shè)有光學(xué)指示器裝置和光接收裝置，以及容納遙控裝置的光接收裝置的顯示裝置，其中光學(xué)指示器裝置作為輸出發(fā)射出位置檢測光信號和功能控制光信號，這些信號均被發(fā)送到光接收裝置。光接收裝置上設(shè)有用作輸入接收位置檢測光信號的位置檢測光接收單元以及用作輸入接收功能控制光信號的功能控制光接收單元。當(dāng)光學(xué)指示器裝置移動時，作為輸入被位置檢測光接收單元接收的位置檢測光信號(光接收信號)跟蹤其移動并隨之變化。使指針的顯示位置響應(yīng)于由光接收信號中的計算變化所獲得的位置信號而移動。
文檔編號G08C23/04GK1782972SQ20051012875
公開日2006年6月7日 申請日期2005年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者松村和彥, 吉房幸治, 久川浩司, 樫田元, 青木文彥 申請人:夏普株式會社